电力系统继电保护常见故障及对策

2022-09-21国网江苏省电力有限公司昆山市供电分公司王雨杨任微逍

电力设备管理 2022年15期

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时代的进步，电力行业面临着很多机遇与挑战，电力系统正常稳定运营是促进时代快速发展的前提。继电保护装置对于电力系统来说至关重要，能够推动社会发展。在新时期，电力系统面临着扩建与重组，相关人员需要充分认识到继电保护装置的重要性，做好继电保护常见故障排查，保证电力系统继电装置稳定性。

继电保护系统在电力系统中处于重要位置，可以在很大程度上保证系统安全，如果电力系统在运行过程中出现故障，那么继电保护装置就会采取相应措施，在没有中断电力系统前提下排除系统中的故障，精准定位故障地点，将故障问题端口与整体设备开展分离处理，避免故障问题进一步扩散并发出警报，便于监控人员采取措施处理故障，保证电力系统安全性、保证对外供电不间断，避免损伤电力设备，保证电力系统正常运转。

1 继电保护工作作用

电力系统结构十分庞大，运行情况过于复杂，对技术人员的技术水平要求较高，其中包含发电系统、输电系统及配电系统，每个系统中的都包含着多个子系统。由于电力系统结构复杂，每个系统中的子系统对应相应的控制系统，借助控制系统保证各环节稳定运行，为电力系统稳定运行奠定基础，提供居民用电质量。电力系统与其它系统不同，各组织元件都相互关联。一旦保护机制不完善，如某个细微元件出现问题都会影响到整个电力系统，将会使整个系统陷入瘫痪的状态。

电力系统中所包含的各个电力元件稳定性强，一旦某个环节出现故障，需要在最短时间内发现故障位置，采取相应措施处理，定期检查与维修继电保护设备，保证电力系统安全运行。现阶段电力元件故障仍无法避免，维修人员需要具备较强的专业素质，在电力元件产生故障后要准确对故障点进行定位，及时排查与处理故障。一旦处理故障的速度慢，故障对其它设备与元件造成的影响就越大，给整个系统带来二次伤害。元件故障的处理时常影响着元件，对元件破坏程度影响较大，如果处理的时间较长，速度越慢元件破损就越大。

继电保护工作系统主要作用就是保证电力系统在运行过程出现故障或运行状态异常时，可以根据固定的工艺智能识别系统识别系统中的故障，统计影响系统正常运营的因素、及时解决，同时还要收集数据，找到出现故障的原因、将其记录到数据库中，有针对性的进行改良，避免后续在出现这种情况。比较当前全部工作体系来说，继电保护工作体系可以在短时间内找到出现故障的位置，有针对性的提出解决策略，避免电力系统出现安全故障，保证设备正常运营[1]。

总体来说其主要功能有：首先，可以对整个电力系统设备运行情况进行监控，收集各项动态参数，在设备出现问题时可以快速检索相关数据，根据数据波动情况分析出现故障的原因，确定出现故障的元件，有针对性地进行改良或更新，保证工作系统安全稳定；其次，信息共享平台可以将电气设备各项指标反馈给工作人员，一旦指标出现异常或故障信号可立即报告给工作人员，保证工作人员能够立即发现问题，采取科学的解决措施避免安全事故的发生；最后，还能够加快设备自动化发展速度，继电保护系统能够远程操控电力系统进行自动化生产，促进行业的快速发展。

2 电力系统继电保护故障分析

2.1 源头性故障

源头性故障比较常见，主要就是软件及硬件配置上的故障。如，继电保护中电路一旦短路或接地将会影响到整个电力继电保护装置，影响到其它设备。并且一些继电保护装置中的硬件与软件不符合国家有关规定，非常容易出现破损，这种损毁故障可以说是源头性故障的一种，保护误动和拒动是常见的两种类型。

2.2 运行过程故障

通常是继电保护装置在正常运行时受到外界各类因素的影响，运行状态开始波动、出现故障。一旦出现这类问题，虽然不会使整个系统出现严重故障，但会给继电保护装置性能带来较大影响，继电保护装置性能低，降低电力系统安全性。如果电力系统出现故障，继电保护装置就很难发挥出优势，将会出现严重后果。

2.3 电流互感器饱和故障

人们的经济水平与生活方式相互关联，生活水平质量的提高会加大居民用电总量，用电总量的增加给电力设备提出许多要求，这在无形之中给电力系统带来挑战。现阶段，随着负荷量的快速增长，继电保护装置故障发生几率增多，时常出现电流互感器饱和问题。电流互感器根据用户用电量的增加而开始达到饱和状态，励磁阻值也在慢慢变小、电流值开始增大，这使得检测数据出现误差，继电保护装置无法发挥出自身的作用。如果电流值互感器励磁阻值抵抗力增强，励磁电流将会逐渐变小，能够在一定程度上减小误差。导致电流互感饱和故障的主要原因就是电互感器饱和，电流量增大，数值误差大，继电保护装置很难稳定运营[2]。

2.4 继电保护系统出现的设备故障

继电保护系统出现设备故障主要是因为设备安装不合理，在安装设备时没有根据相关规定安装，安装存在疏漏，使得电力系统出现故障。从理论方面进行分析，在日常工作中保证继电系统运行安全，保护装置很少产生问题，出现的故障实例较少。一旦出现故障，大多为系统中的设备及装置问题，之所以设备与装置出现问题，主要是因为工作人员安装设备时操作不符合规定，没有关注继电保护系统运行原理与各结构原理，设备安装过程不仔细，导致系统在后续运行中性能不统一，不利于继电保护装置运行。

对于这种情况，维修人员采用的检修方法十分相似，唯一不同的一点就是有着不同的供电负荷。继电保护装置中的各系统需要不同的电流与电压负荷强度，而一旦系统中的每个环节强度不符合标准，就会影响到电力系统。负荷强度不稳定主要原因是由于没有根据规定组装元件、负荷量没有达标所带来的。

3 继电保护故障处理方法的类型及继电保护故障问题对策分析

3.1 经验判断方法

系统出现故障后，工作人员需要根据自身经验准确定位与修复故障，根据自身经验加强对继电保护装置的了解，对电力系统有一个全面、具体的了解，了解电力系统运行原理，增强自身判断故障的能力，将经验判断法落实到实处。具有丰富经验的工作人员当出现系统故障后，及时判断现场情况，在维修时要避免故障部位给其它系统带来影响，维修人员在了解故障后，可通过开关分闸的方式控制出现故障的部位。如果是开关分闸系统所产生的故障，需深入分析，在进行主观分析与判断后控制好开关分闸，合理控制故障，如果维修人员经验与知识不丰富或判断失误，都无法及时处理故障。

3.2 分析法

分析法作为分析与判断故障状况以及原因的常用方法与经验法类似，两者唯一的不同就是经验判断主要注重技术人员的能力，而分析法注重故障现场实际情况。例如，重和闸出现问题，出现故障地点出现放电闭锁现象，对于这一情况需要维修人员把控好总用电量，在此基础上分析故障位置、找出原因。分析法还有一个最明显的特征就是事后记录性，在处理好故障部位后，需要维修人员将此次维修细节整理出来制作维修报告，为以后此类现象提供帮助。

3.3 发电机轴电流故障

继电保护系统在运行时，一旦轴电流产生故障会影响到电流保护装置，维修人员要根据实际情况选择对应的维修方法与措施，定期检查电流保护装置，考察周边环境，保证设备正常运行，可以采用接地与刷地的方式确定好地电位，使导轴承处在一个绝缘的状态。当继电保护装置运行时，会给轴承绝缘设备造成不同程度的破坏，当绝缘材料逐渐失去作用后，大轴、轴承与接地刷相互摩擦、开始放电，导致设备出现故障。

对于这一问题，需要将适量的轴电流添加到大轴上，以此来起到保护轴电的作用。在将相关措施落实下去后，发电机轴承会产生和轴电对应的接地点，维修人员要对认真检查系统，避免设备出现挡油圈脱落现象。挡油圈脱落会影响到大轴、使设备停止运行，因此可以判断出故障出现的原因，要想防止这种情况，要注重设备的日常检查，焊接加固挡油圈。

3.4 发电机转子接地故障

电力系统如果运行中产生问题，转子接地可以预警，这在一定程度上表明转子回路上具有相应的接地保护措施，但却容易产生重叠交流电压，维修人员要密切关注这一情况，对转子绝缘情况做好测量，减少其对系统带来的影响，及时排查，保证转子绝缘回路慢慢稳定。不仅要考虑内部问题，还要考虑外部因素，科学应用过流电限定保护技术，以便设备能够安全运行。一旦设备超负荷保护系统会立即发出警报，便于工作人员立即维修，以便电力系统能够正常运行，提高机电保护的稳定性。

图1 发电机转子接地保护模块

3.5 分段处理措施

在清除电力系统继电保护故障时，可以运用分段处理的方法来处理故障。在处理故障时，将相关设备的运行系统划分为几个组成部分，根据相应顺序处理故障。以比较常见的回路故障处理为例，在继电保护系统回路出现故障后，可以将系统回路进行分段处理，将其划分成几个检测段，依次拆除各检测段的回路，如果拆除完某一检测段回路后系统开始正常运行，就可以判定该检测段出现了回路故障，就不需要对后续检测段进行处理，这在很大程度上节省了成本，保证故障检测质量与效率。在分段处理继电保护系统故障时，可以将定期检查与不定期检查结合起来，在日常检测中能够有计划的检测继电保护系统故障，做好预防措施，避免故障的发生[3]。

3.6 运用自动化保护技术，加强技术创新

由于电线线路十分复杂，给管理带来一定难度，这就需要加大自动化保护技术应用，注重技术创新，保证电力系统正常运行，以便用户安全使用电气。所以，智能变电站需要加大地上线路保护力度，科学运用继电保护自动化技术来进行保护，开展相应保护措施，根据各线路接地方法与需求设计各类接地继电保护自动系统，充分将自动技术的价值发挥出来，全面保障线路接地的安全性，促进电力系统的线路接地保护效果的提高。传感器的设计需要运用双重化网络交换平台，优化配置，保证各组件可靠性，保证系统正常运行。另外，可以通过减少互感器数量的方式来降低成本，给电力行业带来更多效益。

今后，电力系统继电保护装置开始向着现代化、智能化方向前进，数字技术在智能网格中起着重要作用，电子式互感器的应用提高了工作效率与质量，调动了电力系统的发展。首先，信息收集方式变化较大，继电保护装置不断增强，并且信息传递方法也有了很大变化，信息技术的应用加大了对多个项目的控制力度，便于信息传递，保证项目更快、更高效，提高了信息的真实性与准确性。